2533

под уплотнение, имеет вид

dУi l 0,5 или l dУi 0,5мм.

Согласно формуле (4.60) можно принять диаметр резьбы (см. табл. 4.8) dm2 = 27 мм или dm2 = 30 мм. Если выбрать dm2 = 27 мм, то у стопорной шайбы l = 24 мм < dy2 + 0,5 = 24,5 мм. Второе условие не выполняется. Если выбрать dм2 = 30 мм, то l = 27 мм > dy2 + 0,5 = 24,5 мм. Следовательно, выбираем резьбу М30 1,5.

Теперь определяем диаметр шейки вала под подшипники, исходя из

где tБ – высота заплечика, мм (табл. 4.7). После подстановки числовых значений получим

dЗ2 dП2 2tБ 35 2 5 45 мм.

Теперь продолжим построение вала-шестерни. На торце шестерни, обращенном к вершине конусов О, делаем углубление, равное

После подстановки числовых значений получим

a3 1,5 2 3 5мм.

Обозначим: аП – расстояние от центра шарика подшипника до точки А приложения реакции; а0 – длина консоли; а1 – условная длина консоли; l2 – расстояние между точками А и B приложения реакций; а2 – расстояние между подшипниками.

Чтобы определить положение подшипника относительно конической шестерни, нужно определить длину консоли по формуле

где dПi – внутренний диаметр подшипника. После подстановки числового значения dП2 35мм получим

a0 0,8dП2 0,8 35 28мм.

Консоль а0 стремятся сделать минимальной. При этом длину бурта

(заплечика) аБ между подшипником и конической шестерней можно уменьшать до значения

Если в формулу (4.64) подставить значение модуля, то получим

аБ 3мм.

Для дальнейших построений определим вспомогательные размеры. Вначале на эскизе шестерни с учетом длины бурта аБ измеряем линейкой размер аШ . В конструируемом варианте аШ 14 мм. Теперь определим расстояние от полюса зацепления П до центра подшипника, т.е. условную длину консоли по формуле

где Bi – ширина подшипника. После подстановки числового значения B2 17 мм получим

а1 14 172 25,5мм.

аП 0,25 dП2 D2 tg 0,25 35 72 tg26 13мм.

Линейкой измеряем расстояние между вершиной О начальных конусов и точкой А приложения реакции ОА l . Получаем l 98,7 мм.

Расстояние между подшипниками а2 выбирается большее из двух соотношений

где li – расстояние между точками A и B приложения реакций. Подставляя числовые значения в эти формулы, получим

а2 0,6 98,7 59мм; а2 2,5 25,5 64мм.

Согласно стандартному ряду Ra 40 принимаем a1 25 мм, a2 63мм. Определяем расстояние между точками приложения реакций

АВ l2 , которое понадобится для расчетов вала на прочность, по формуле

l2 а2 2аП . (4.69)

Подставим в эту формулу числовые значения и получим

l2 63 2 13 89 мм.

Стакан 10 (см. рис. 4.15 и 4.17) обычно выполняют литым из чугуна марки СЧ15. Толщину стенки 1 между наружными диаметрами подшипника D и стакана dСТ принимают в зависимости от наружного диаметра подшипника D по табл. 4.9. Толщину фланца tк и высоту заплечика t согласуют также с диаметром D по этой таблице. Диаметр dБ и число z болтов (винтов) для крепления стакана к корпусу тоже приведены в табл. 4.9. Диаметр фланца стакана Da2 определяется по формуле

Болты, крепящие крышку и стакан к корпусу, располагают равномерно по окружности. Диаметр окружности центров болтов на торце фланца определяется по формуле (см. рис. 4.7 и 4.17)

Длина стакана 10 зависит от расположения подшипников на валешестерне.

Крышка подшипника 11 изготовляется из того же чугуна, что стакан 10. В крышке и стакане сверлятся отверстия под болты диаметром dБ равномерно по окружности диаметром Dср. В отверстия вставляют болты

и приворачивают крышку и стакан к корпусу, в котором нарезаны резьбовые отверстия. На рис. 4.17 показана конструкция крышки с отверстием для выходного конца вала.

Положение крышки при сборке определяется ее фланцем, поэтому поясок 13 с центрирующей цилиндрической поверхностью делают небольшим, чтобы он не мешал установке крышки по торцу корпуса.

Примечание. В таблице r – радиус закругления подшипника, dСТ – диаметр стакана.

Обычно принимают l 0,5В, где В – ширина наружного кольца

подшипника.

Так как в крышку встроено манжетное уплотнение 12, то допуск на центрирующий диаметр D крышки выбирают Dh8. Определяющим при конструировании крышки является диаметр D отверстия в стакане под подшипник. Толщину стенки tц выбирают по табл. 4.9.

Поверхность крышки под головки крепежных болтов необходимо обрабатывать. Обрабатывают обычно весь поясок 14 на торце в зоне расположения головок винтов.

Гнездо для установки манжеты 12 выполняют по рис. 4.5 и табл. 4.2, в зависимости от диаметра dУ шейки вала под уплотнение.

Для рассматриваемого примера по табл. 4.9 выбираем в соответствии с наружным диаметром D 72 мм подшипника 2 (см. рис. 4.15) толщину стенки 1 7 мм, толщину фланца tк 9 мм, высоту заплечика (см. рис. 4.15 и 4.17) t 3мм, диаметр болтов dБ = М8, их количество z 6. Диаметр фланца стакана определяем по формуле (4.70). После подстановки числовых значений получим

Da2 dСТ 5dБ 85 5 8 125 мм,

Для рассматриваемого примера по табл. 4.9 выбираем в соответствии с наружным диаметром D = 72 мм подшипника 2 (см. рис. 4.15) толщину стен-

ки 1 7 мм, толщину фланца tк 9 мм, высоту заплечика (рис. 4.15 и 4.17) t 3мм, диаметр болтов dБ = М8, их количество z 6.

Диаметр фланца стакана определяем по формуле (4.70). После подста-

Dа2

Dср

11 12

14 dУ

10

t

1 D

dСТ

Рис. 4.17

новки числовых значений получим

Da2 dСТ 5dБ 85 5 8 125 мм,

где dСТ D 2 1 72 2 7 85мм.

Диаметр окружности центров болтов определим по формуле (4.71). После подстановки числовых значений получим

Dср 0,5 dСТ Da 0,5 85 125 105мм.

Длина центрирующего пояска

l 0,5В 0,5 17 8,5мм.

Манжетное уплотнение 12 конструируется согласно рис. 4.5 и табл. 4.2. Так как диаметр шейки вала под уплотнение dy2 = 24 мм, то наружный диаметр манжеты Dy2 = 40 мм, ширина BУ2 10 мм (см. табл. 4.2), толщина стенки крышки 2 5мм (рис. 4.5), угол фаски 30 , а ее длина tУ 3мм.

5. Теперь вычертим вал зубчатого колеса, предварительно выполнив необходимые расчеты. Индексы, относящиеся к зубчатому колесу (см. рис. 4.15), будем обозначать цифрой 2 согласно кинематической схеме – z2 (см. рис. 2.2), а индексы, относящиеся к валу, – цифрой 3, т. к. на кинематической схеме – это вал III.

Наименьший диаметр dВ3 выходной шейки тихоходного вала (так теперь мы будем его именовать) рассчитывают на кручение по пониженным допускаемым напряжениям по формуле (4.1). Подставляя числовые значения, получим

допускаемое касательное напряжение для тихоходного вала. Округляем полученное значение диаметра до ближайшего согласно ряду Ra 20,

равному dB3 = 22 мм.

Длина выходной шейки определяется по формуле (4.14). После подстановки числовых значений получим

lВ3 1,8dВ3 1,8 22 39,6 мм 40 мм.

Следующая ступенька вала – это шейка под уплотнение, в качестве которого используется резиновая манжета по ГОСТ 8752-79 (см. рис. 4.5, табл. 4.2). Манжета устанавливается в крышке и уплотняет вал. Диаметр этой шейки определяется по формуле (4.59), которая применяется для конических редукторов. Подставляя числовые значения в формулу, получим

dy3 = dB3 + 2t3 = 22 + 2 · 4 = 30 мм,

Левый подшипник (см. рис. 4.15) располагают на расстоянии 2 от наружного цилиндра стакана

После подстановки числового значения получим

2 2 3 6 мм.

Правый подшипник располагают на расстоянии 3 от правого торца ступицы колеса

Подставляя числовые значения, получим

3 3 3 9мм.

Левый торец ступицы колеса упирается в бурт вала III диаметром dБ3. Справа в этот бурт упирается левый подшипник. Диаметр бурта определяется по формуле (4.10), где tБ 5 мм – высота заплечика, которая выбирается по табл. 4.7. После подстановки получим

dБ3 dП3 2tБ 35 2 5 45 мм .

Между правым торцом ступицы колеса и левым торцом правого подшипника устанавливается дистанционное кольцо, у которого внутренний диаметр равен диаметру dП3 шейки подшипника, а наружный диаметр равен диаметру dБ3 бурта. Толщина кольца равна 3.

После проведенных расчетов вычерчиваем полностью вал, подшипники и зубчатое колесо.

Таблица 4.10

Подшипники шариковые радиально-упорные однорядные (ГОСТ 831-75)